传输培训讲义1

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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第40页 共40页传输原理及网管培训教材讲课人：南京传输设备维护中心丁颖彪 傅强第一部分 基础知识第一章 光纤传输原理作为电信三大支撑网之一，传输网提供给各种用户不同速率的接入通道，目前设备提供的业务接口主要有电接口和光接口。其中电接口主要有64Kb/s、2Mb/s、155Mb/s，除64Kb/s外，一般提供75射频接口。光接口主要有155 Mb/s、622 Mb/s、2.5Gb/S和10Gb/S，接口电平在规定范围内可根据用户需要通过调整光衰耗器改变。业务用户主要有局内用户和出租电路用户。局内用户包括交换、数据、多媒体等；出租

2、电路用户主要包括党政军专线、大客户及其它运营商租用电路等。第一节 概述 光纤是光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。是目前传输的主要手段。光纤通信之所以发展迅猛，主要缘于它具有以下特点： 1、 通信容量大、传输距离远。2、 信号串扰小、保密性能好。3、 抗电磁干扰、传输质量佳。4、 光纤尺寸小、重量轻，便于敷设和运输。5、 材料来源丰富，环境保护好。6、 无辐射，难于窃听。7、 光缆适应性强，寿命长。光纤通信与电通信的主要差异有两点：一是传输的是光波信号；二是传送光信号的介质是利用光纤。目前光纤通信光源使用的波长范围是在近红外区内，即波长为0.81.8

3、mm之间。 我们已经知道，光波在光纤中传输时会带来一定的传输损耗。光纤每公里（km）长度的损耗值直接关系到光纤通信系统传输距离的长短。通过对光纤传输特性研究发现，光纤对于不同波长的光波信号呈现不同的衰减特征。于是，很自然地就会将呈低损耗的波长用于光纤通信，并将低损耗波长点称为传输窗口。光纤损耗特性目前光纤通信采用的通信窗口有三个（见图），它们分别是：（1）短波长窗口，波长为0.85mm。 （2）长波长窗口为，波长1.31mm和1.55mm。 其中，在0.80.9mm波段内，损耗约为2dB/km左右；在1.31mm波长处损耗为0.5dB/km；而在1.55mm处，损耗可降至0.2dB/km，这已

4、接近光纤的理论损耗极限值。第二节 光纤通信的历史和现状光纤通信发展已经历了五代，这里简要介绍第三代以后的发展情况：1982年1988年的第三代光纤通信系统，采用1.31mm长波长单模光纤，光纤损耗降至0.30.5dB/km，实用化、大规模应用是其主要特征，传输信号为准同步数字系列（PDH）的各次群路信号，中继距离为50100km，于1983年以后陆续投入使用，主要用于长途干线和海底通信，是光纤通信重点推广应用阶段。 19881996年的第四代光纤通信系统。主要特征是：开始采用1.55mm波长窗口的光纤，光纤损耗进一步降至0.2dB/km，应用中主要用于建设同步数字系列（SDH）同步传送网络，传

5、输速率达2.5Gbit/s，中继距离为80120km，并开始采用掺铒光纤放大器（EDFA）和波分复用（WDM）器等新型器件。 1996年今的第五代光纤通信系统。主要特征是：采用密集波分复用（DWDM）技术的全光网络开发与应用，充分利用光纤低损耗波段潜在容量实现传输系统的急剧扩容。采用DWDM技术不仅仅是带来巨大容量方面的好处，可以预计，随着DWDM技术的推广应用，将会对现行的光纤网络带来深刻的变革，最终会成为全光网络的基石。第二章 同步数字体系（SDH）原理简介第一节SDH概述一、 什么是同步数字体系(SDH) SDH的概念源自美国AT&T贝尔实验室的SONET。这是在80年代初为解决标准光接

6、口问题而提出的。随后不断的发展显示出这种概念的潜在革新作用，因而于一九八八年CCITT（现ITU-T）采纳了这个概念 ，后来就形成了同步数字体系(SDH)由于SDH是为克服PDH的缺点而产生的，因此它是先有目标再定规范，然后研制设备，这个过程与PDH的正相反。显然，这就可能最大限度地以最理想的方式来定义符合未来通信网要求的系统和设备。一九八八年原CCITT通过三个SDH的基本建议，标志着数字传输的新纪元。现在SDH已成为本领域的发展热点。 同步数字体系(SDHSynchrounous Digital Hierarchy)所包含的内容非常丰富：它既是一套新的国际标准，又是一个组网原则， 也是一种

7、复用方法。最重要的是，它提供了一个在国际上得到支持 的框架， 从而在此框架基础上就可发展并建成一种灵活、 可靠和能进行遥控管理的世界电信传输网。这种未来的传输网可以非常容易地扩展和适应新的电信业务。此标准使不同厂家生产的设备之间 进行互通成为可能，这正是网络建设者长期以来一直期求的。对于用户和电信网的运行者来说，这套SDH标准可以保证未来的信息技术发展将会是有条不紊的，他们不必担心不兼容性或网络的过时。具体来说，SDH是一套数字传送结构，供用来通过物理传输网络传 送经适配的业务信息(净负荷)；它是设计成多用途的，以允许传 送各种类型的信号，包括G.702规定的PDH信号在内。二、 SDH的特点

8、SDH网的主要特点是同步复用、标准光接口和强大的网管功能，这三点在后面都要详细说明 。SDH网络还是一个非常灵活的网络，这体现在以下几个方面。SDH统一了北美、日本和欧洲三个地区性标准，各种数字传送信号在STM-1等级以上获得统一，使国际电信互通成为可能。1、 由于SDH电信传送采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可以利用软件实现高阶信号与低阶支路信号之间所谓的一步复用，上下业务十分容易，大大简化了交叉连接设备。2、 由于SDH帧结构中安排了大约占总信号5%的丰富的开销比特，极大的加强了网络的运行、管理和维护能力。3、 SDH传送网具有信息传送透明性。4、 统一了网络接口标淮，使不同厂家的产品

9、可以直接互通，各种传送媒质如光纤、数字微波等可以直接连接，组网十分方便。5、 网络兼容能力强，它能与现有的PDH完全兼容，并容纳各种新的业务信号。三、 SDH与PDH的比较在SDH之前，多年以来一直到现在还在使用的数字传输设备均属于准同步数字系列（PDH）。现代及未来通信网络在可靠性、灵活性和针对性这三方面要求特别突出。反映在网络功能上则需要具有以下的能力： 强大的网络管理 自愈 重组或恢复此外，对设备而言，还对兼容性、经济性、适应性和可升级性等方面提出更高要求。以下我们就PDH的特点来说明为什么要引入SDH这一概念。现存的PDH网是在原有的模拟电话网的基础上引入PCM数字传输技术而发展起来的

10、。因此：它主要是为话音业务而设计，不具备带宽及信息的多样化服务能力，传输网的基础是点对点的连接，难于提供网络拓扑的灵活性。 PDH 传输设备采用复式定帧和码速调整技术，按固定的复用结构,通过异步复用形成各次速率等级的信号。从2Mbit/s到140Mbit/s，其中2/8，8/34，34/140Mbit/s的复用/反复用器一个都不能少。如此，使得通信系统的组成和操作复杂，特别是当要从较高等级的数字信息流中提取(或插入)低等级的通路信息时，不能直接进行，必须逐级进行复用或反复用，例如从140Mbit/s信息流中提取(或插入)2Mbit/s的通路信息，必须经过三次复用/反复用的过程。上/下电路困难，

11、设备复杂而不灵活。 PDH 的网络管理能力差。由于PDH复用的帧结构中只能提供十分有限的额外信息传输容量(备用比特或服务比特)，因此它不能为强大的网管系统提供足够的信息通道。 PDH系统实际上是先有设备后有国际建议标准。既成事实使得CCITT建议的PDH实际上不是一个数字系列 而是三个系列(北美、日本的1.544Mbit/s以及欧洲的2.048Mbit/s)，如此不仅网内的设备复杂而且会造成不同设备之间的接口困难。PDH光纤传输系统的兼容性差。CCITT未能为光纤传输设备提供统一的光接口标准。由于线路编码以及监控等方面的差异，现有PDH的光纤设备均存在着兼容性问题。不同厂家的设备都只能在CCI

12、TT(现称ITUT)建议的电接口互连。根据上述特点，我们应不难理解，为什么 CCITT只对PDH的14次群系统作出建议，而没有沿着这条路子继续对565Mbit/s的五次群系统正式作出建议(尽管这种设备早已制造出来并投入应用)。而PDH的这些不足在SDH中都得到了有效的解决，所以CCITT(ITUT)认为采用SDH才是满足未来通信网要求的解决方案。以下是SDH与PDH的比较1、复用方式及传输技术不同PDH的复用方式是逐级复用，而SDH则一步到位就可完成。由图示可以清楚的看到它们之间的区别。2、其它有关比较见表：四、SDH网络设备SDH传输网是由一些SDH网络单元组成的。SDH设备主要有：同步终端

13、复用器STM(Synchronous Terminal Multiplexer)，分插复用器ADM(Add/Drop Multiplexer)和同步交叉连接设备SDXC(Synchronous Digital Cross Connect) 。另外，还有网络管理系统设备NMS(Network Management System)。设备框图如下：其中，分插复用器是SDH中应最广、最富特色的设备。它是一个三端口设备，具有两个SDH 光接口，通过另一端可以灵活地上下路复用在STM信号中的低速率信号。ADM内部还具有时隙交换功能，允许两个STM信号之间不同VC的互联，并能方便地进行带宽管理。在实际网络中

14、，根据ADM的结构特点，它可灵活地用在网络中不同的位置。作为终端复用器时，可将两个SDH光接口分别作主备用，实际复用设备往往既可配置成终端复用器又可配置成分插复用器。利用ADM还可构成各种自愈环。此外，数字交叉连接设备(DXC)也是现代数字通信网中非常重要的设备之一， SDXC结构如图所示，它的核心是 一个交叉连接矩阵。SDXC是种兼有复用、配线、保护、监控和网管多功能的传输设备。它能代替配线架，对VC进行交叉连接。动态调整网络，实现半永久连接；SDXC还能对业务进行集散，利用SDXC的自动配置功能也可以构成SDH的自愈网，在网络出现故障后自动重选路由，恢复业务。干线网中就常采用由SDXC构成

15、的自愈网。网络管理系统设备完成对整个SDH网的管理，它应满足有关电信管理网的规定，并应有各类标准接口以便与各类网络设备连接。在SDH的网络设备中都设有同步设备管理功能(SEMF)， 它将性能数据和硬件告警等信号转变成面向目标的消息，并送入DCC或Q接口。第二节 SDH原理一、 帧结构如图：STM-1帧结构SDH用来承载信息的是一种块状帧结构，块状帧由纵向9行和横向270N列字节组成，每个字节含8bit。整个帧结构由段开销区、净负荷区和管理单元指针区三部分组成。其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配，以保证信息能够正常灵活地传送，管理单元指针用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N

16、帧内的准确位置，以便接收时能正确分离净负荷。净负荷区域用来存放用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。页：11STM1比特率为155. 520Mbps，帧长为125s， 因此一帧包括19 440比特，即2430字节，如图排列成9行270列，发送顺序为从左至右；从上 至下依次发送。每行的前9个字节(前9列)，共81字节中放置了段开销(SOHSection Over head)和管理单元指针(AU PTR)；每行的后261个字节构成了信息净负荷区(Payload)，其中 有9字节为通道开销(POHPath Overhead)。其中，段开销和通道开销字节的安排如图。段开销的前3行为

17、再生段开销(ROSH)，第59行为 复接段开销(MSOH)。再生段、复接段以及通道在实际系统中的位置可参见图125，POH在整个通道中保持不变；RSOH由再生段终端修改，在一个再生段内保持不变；MSOH由复接段设备( 如ADM、SDXC)修改，在一个复接段内不变。对于再生段、复接段及通道的定义，可由下图看出。段开销和通道开销各字节功能如下：A1A2为帧定位字节B1B2B3为误 码监测字节,其中： B1：再生段误码监测B2：复接段误码监测 B3：通道误码监测。C1C2为标记符号字节，其中C1：STM识别符，识别每个STM1信号在STMN复用信号中的位置；C2：信号指示标记，标明VC中映射的是AT

18、M信元、FDDI、MAN还是某种PDH信号。D1D12为数据通信通路(DCC)，构成SDH管理网(SMN)的传送链路，其中：D1D3：192kbps的数据通道，用于再生段。D4D12：576kbps的数据通道，用于复接段。E1E2提供两路64kbps的公务联络语声通路，其中：E1：用于本地公务通路，在再生器接入；E2：用于直达公务通路，在复接段终端接入。F1F2为用户通路，为特定维护目的提供临时的数据语声通路。G1：通道状态字节。H4：TU位置指示字节，指示当前TU帧在TU复帧中的位置。J1：用于跟踪通道连接状态，在J1中重复发送高阶通道接入点识别符，以使接收终 端能根据J1确认与发送终端处于

19、连接状态。K1K2用于自动保护倒换，专用于保护目的的128kbps APS信令信道。Z1Z5：分别为复接段和通道段备用字节。X标示为国内备用字节，其余为国际备用字节。从段开销和通道开销的内容可知：段开销SOH提供帧定位，另外SOH和POH都提供了误码监测 、自动保护倒换以及维护公务信道，SOH的DCC信道则为网管提供了专门的通路，这些都显示了SDH网丰富的辅助通路资源。STM1是SDH网中最低等级的速率，N个STM1以字节为单位同步交错复接后构成STMN信号 ，STMN的帧结构如下图所示。SDH的帧传输时，按由左向右，由小到大的顺序排成串型码流依次进行。每帧传输时间为125S，每秒传输1/12

20、5106 =8000帧。对STM-1而言，每帧能传输的比特数为8(27091)=19940b，则STM-1的传输速率为194408000=155.52Mb/s，而STM-4为622.080Mb/s、STM-16为2488.320Mb/s。各种业务信号进入SDH的帧结构都要经过三个步骤，即映射、定位和复用。二、 复用映射结构G.707 SDH复用映射结构上图是一个完整的SDH同步复用映射结构。SDH的复接方式中应用了几个非常重要的概念，即C、VC、TU和AU，它们之间的简单关系可由上图表示，下面对这两个图以及这些名词作一些具体说明。(1)容器C用于传递同步信号的一种信息结构，主要完成速率调整等适

21、配功能。需要传送的电路层信号 (如准同步信号以及BISDN信号等)在容器中经过码速调整后变换为同步信号，因此经过容 器后信号的速率将会变化。G.709建设中定入了5种标准容器:c-11,c-12,c-2,c-3,c-4各容器的标准输入速率如图127。 (2)虚容器VC虚容器(VC)是SDH网中用以支持通道层连接的一种信息结构，它是由信息净负荷和通道开销( POH：Path Overhead)组成的一矩形块状帧结构。VC是支持通道层连接的一种信息结构，分低阶VC和高阶VC(见图129)，分别由C和TUG加上 通 道开销构成(见图128)。VC是SDH中最重要的一种信息结构，它的包封速率与SDH网

22、同步，V C可作为一个独立实体在通道中任一点取出、插入，以进行同步复用或交叉连接处理。(3)支路单元TU和支路单元组TUG。TU是一种为低阶通道层和高阶通道层提供适配功能的信息结构，它由低阶VC加TU指针组成( 见图128)。VC在TU中的起始位置是浮动的，由TU指针指明。一个或多个TU经字节交叉复用 并加入一些塞入字节组成TUG，加入额外的字节是为了保证完整的帧结构。 (4)管理单元AU和管理单元组AUGAU对高阶VC和复接段层进行适配，由高阶VC加上AU指针构成(见图128，AU经AUG复接后成 为STM1帧结构的组成部分，AUG本身又可以复接成高阶同步传递模块。三、映射、复用和指针处理如

23、前述，信号装入SDH帧的净负荷中要经过三个主要过程：映射、复用和指针处理。1、映射所谓映射(Mapping)是指在SDH网络边界处，把支路信号适配装入相应虚容器的过程。页：17它的目 的是为了使信号能与相应的VC包封同步，以使VC成为能独立进行传送、复用和交叉连接的实 体。图127中表明了各种速率的PDH信号的复用映射过程，对于高次群信号，经异步映射就 可装入相应的VC中。异步映射不要求信号与网络同步，只通过以后的各级TU指针、AU指针处 理将PDH信号接入SDH中。对于基群信号可采用异步映射和同步映射，同步映射要求信号先经 过一个一帧长度的滑动缓冲器，以使信号和网络同步。同步映射的好处是信号

24、在VC净负荷 中的位置是固定的，无需TU指针，减少了处理过程，并使TU、TUG的所有字节都可用于传送 信号，提高了传输效率。代价是加入了时延和滑动损伤。2、复用SDH的复用最基本 的原则是字节间插复用，即复用时按顺序从各支路中读取一个字节。页：17从图127中可知，在组装AUG和TUG以及从TUG到VC的过程中要进行复用。SDH的复用最基本 的原则是字节间插复用，即复用时按顺序从各支路中读取一个字节。这通过比较图124中S TM1的SOH与图126中STMN的SOH结构可以看出。从图1210中3个TU12复用成一个TUG2 的过程可以更清楚地看到字节间插的复用过程。TU12是9行4列的结构，T

25、UG2是9行12列的结 构，因此无需插入额外的字节。3、 指针指针的设置是同步数字系列和异步数字系列的重大区别之一。指针的作用之一是保证复用时各支路信号的同步。指针指示了虚容器在净负荷区中的起始位 置，通过调整这个起始位置，可以进行同步信号间的相位校准；同时，由于设置了正、负调 整机会，指针还可完成频率校准。网络处于同步状态时，指针进行相位校准；当网络失去同步时，指针用来进行频率和相位校准；指针还用来容纳网络的频率抖动和漂移。同步数字系列这个名词可能会使人误认为SDH要求网络各部分时钟严格同步。实际上，指针的设置保证了在一定时钟精度下可使各信号间同步。四、SDH复用过程的解释为便于理解SDH的

26、复用结构，现用集装箱运载货物作比喻，如图所示。将容器C视为运 输用的标准包装箱，C-n表示不同的容量规格，以便能适配装进PDH的各种物品(信息)，在容 器的包封上面附上称作通道开销(POH)的一些码字，如此处理后的箱体称为虚容器(VC)。而 包封上的POH只是用来指示箱内物品在端到端运送过程中的状态、性能以及装载情况等，因 而是为运营者操作维护而设。在虚容器基础上再附上指针(PTR)就构成支路单元(TU)或管理 单元(AU)。PTR是用来指明虚容器在支路单元内或在STM帧结构内的准确位置，根据PTR所指 示的地址可以实现灵活转移VC，或在需要时直接取下(或插入)物品而不必拆卸整车物资。把多个同

27、等级的相同支路单元、支路单元组、管理单元及管理单元组集装(复用)起来构成一个 大型集装箱后，并利用管理单元指针指明地址，然后再附上段开销，这是为了在运营段上进 行运行中的操作维护和管理，于是各种物资(信息)将十分灵活、方便、准确、可靠地被送往各地。 五、 SDH传送网的保护SDH保护分为子网连接保护（SNCP）和路径保护,路径保护包括线路系统的复用段保护、环网的复用段保护、环网的通道保护。页：19子网连接保护（SNCP）和路径保护的区别是：路径保护的两个独立的路径先进行终结,而后进行交叉连接；子网连接保护是交叉连接在先,路径终结在后。实际上,路径保护经常用作段层端到端或通道层端到端的保护,而子

28、网连接保护则由用户自由地定义网络连接中需要保护的部分,它可能只是连接的一小部分,也可能是多重保护的部分,当然也可以是端到端的整个网络连接,子网连接保护具有较大的灵活性。目前生产厂商采用的主要保护方法是线性复用段保护1+1、复用段共享保护环（MS-SPRING）、子网连接保护方法。以下主要介绍目前网络中常用的复用段共享保护环（MS-SPRing）、通道保护和子网连接保护方法（SNCP）1、复用段共享保护环复用段共享保护环的工作通道传送业务,其保护通道则留作业务信号的保护之用,复用段共享保护环需要使用APS协议,其保护倒换时间为50ms,分为二纤双向复用段共享保护环和四纤双向复用段共享保护环两种保

29、护方式。MS-SPRing示意图倒换示意图复用段共享保护环多用于STM-16和STM-64干线网以及中继网。它的主要优点是：在业务量呈均匀分布的情况下有些容量可重复利用,这种情况下,同样的保护容量适用于不同的故障情况,故复用段共享保护环保护方式能提供高容量使用效率。另一方面,复用段共享保护环只能用于环形网络拓扑结构,而且节点数最多不能超过16个,同时网络中环的容量用满时,就要增加一个新环。目前,复用段共享保护环已被确定用来保护环上的所有传输容量。2、通道保护环二纤双向通道保护环通道保护环的业务保护是以通道为基础的,是否进行保护倒换要根据出、入环的个别通道信号质量的优劣来决定。通道保护环一般采用

30、1+1保护方式,即工作通道与保护通道在发送端永久性地桥接在一起,接收端则从中选取质量好的信号作为工作信号。在进行通道保护倒换时只需在接收端把开关从工作通道倒换到保护通道上,所以不需要使用APS倒换协议,其保护倒换时间小于50ms。常用的通道保护环有二纤单向通道保护环和二纤双向通道保护环两种。3、子网连接保护子网连接保护是指对某一子网连接预先安排专用的保护路由,这样一旦子网发生故障,专用保护路由便取代子网担当在整个网络中的传送任务。子网连接保护包括利用固有的子网连接保护（SNC/I）和利用非介入式监测的子网连接保护（SNC/N）。固有监测是指利用网络的固有可用信息如连接状态、性能数据等,来间接地

31、检测连接情况,能防止服务层故障。非介入式监测是指利用对原来特征信息的只听监测（非介入）来直接地监测连接情况,能防止连接性故障。子网连接保护在网络中的配置保护连接方面具有很大的灵活性,特别适用于不断变化、对未来传输需求不能预测的、根据需要就可以灵活增加连接的网络,故而它能够应用于干线网、中继网、接入网等网络,以及树形、环形、网状的各种网络拓扑,其保护结构为1+1方式,即每一个工作连接都有一个相应备用连接,保护可任意置于VC12、VC2、VC3、VC4各通道,同样,运营者也能决定那些连接需要保护,那些连接不需要保护。当同时在复用段实行保护时,传输信号将有可能被双重保护。六、SDH的网同步 SDH网

32、同步结构采用主从同步方式，要求所有网络单元时钟都能最终跟踪到全网的基准主时钟。 局内同步分配一般用星形拓扑，即局内所有时钟由本局最高质量的时钟获取定时，只有高质 量的时钟由外部定时同步。获取的定时由SDH网络单元经同步链路送往其他局的网络单元。 由于TU(支路单元)指针调整引起的抖动会影响时钟性能，因而不再推荐在TU内传送的一次群 信号作为局间同步分配，而直接用STMN传送同步信息。局间同步分配一般采用树形拓扑。 SDH网同步方式一般有网同步方式，伪同步方式及准同步方式等三种。各网元时钟有三种状态，即自由振荡、保持和锁定。它们之间关系如图所示。七、SDH的网络管理 SDH具有很强的管理功能，共

33、有五类。第一类是一般管理功能(ECC管理、安全等)；第二类是 故障管理功能(告警监视、测试等)；第三类是性能管理(数据采集，门限设置和数据报告等) ；第四类是配置管理(供给状态和控制等)；第五类是安全管理(注册、口令和安全等级等)。具体内容将在网管部分介绍。第三节 密集波分复用（DWDM）技术简介在模拟载波通信系统中，为了充分利用电缆的带宽资源，提高系统的传输容量，通常利用频分复用的方法，即在同一根电缆中同时传输若干个信道的信号，接收端根据各载波频率的不同，利用带通滤波器就可滤出每一个信道的信号。同样，在光纤通信系统中也可以采用光的频分复用的方法来提高系统的传输容量，在接收端采用解复用器（等效

34、于光带通滤波器）将各信号光载波分开。由于在光的频域上信号频率差别比较大，人们更喜欢采用波长来定义频率上的差别，因而这样的复用方法称为波分复用。所谓WDM技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率（或波长）不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。双向传输的问

35、题也很容易解决，只需将两个方向的信号分别安排在不同波长传输即可。根据波分复用器的不同，可以复用的波长数也不同，从2个至几十个不等，现在商用化的一般是8波长和16波长系统，这取决于所允许的光载波波长的间隔大小，下图为其原理框图。WDM本质上是光域上的频分复用FDM技术，每个波长通路通过频域的分割实现，如图所示。WDM系统频谱图每个波长通路占用一段光纤的带宽，与过去同轴电缆FDM技术不同的是：（1）传输媒质不同，WDM系统是光信号上的频率分割，同轴系统是电信号上的频率分割利用。（2）在每个通路上，同轴电缆系统传输的是模拟信号4kHz语音信号，而WDM系统目前每个波长通路上是数字信号SDH 2.5G

36、bs或更高速率的数字系统。WDM技术特点1、可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍。2、使N个波长复用起来在单模光纤中传输，在大容量长途传输时可以大量节约光纤。另外，对于早期安装的芯数不多的电缆，芯数较少，利用波分复用不必对原有系统作较大的改动即可比较方便地进行扩容。3、由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立，因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种电信业务信号的综合和分离，包括数字信号和模拟信号，以及PDH信号和SDH信号的综合与分离。4、波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关。一个WDM系统可以承载多种格式的“业务”信号，ATM

37、、IP或者将来有可能出现的信号。WDM系统完成的是透明传输，对于“业务”层信号来说，WDM的每个波长就像“虚拟”的光纤一样。5、在网络扩充和发展中，是理想的扩容手段，也是引入宽带新业务（例如CATV、HDTV和B-ISDN等）的方便手段，增加一个附加波长即可引入任意想要的新业务或新容量。利用WDM技术选路来实现网络交换和恢复，从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络。6、在国家骨干网的传输时，EDFA的应用可以大大减少长途干线系统SDH中继器的数目，从而减少成本。距离越长，节省成本就越多。DWDM技术是在WDM技术的基础上发展起来的，所谓密集是指特定波长区内有更多的工作波长。可以认为，D

38、WDM是WDM的一种特殊形式。一般来讲，如无特别说明，我们所说的WDM系统都是DWDM系统。下图就是1550窗口的DWDM系统框图。过去无论PDH的34Mbs-140Mbs-565Mbs，还是SDH的155Mb622Mb2.5Gbs，其扩容升级方法都是采用电的TDM方式，即在电信号上进行的时间分割复用技术，光电器件和光纤完成的只是光电变换和透明传输，对信号在光域上没有任何处理措施（甚至于放大）。WDM技术的应用第一次把复用方式从电信号转移到光信号，在光域上用波分复用（即频率复用）的方式提高传输速率，光信号实现了直接复用和放大，而不再回到电信号上处理，并且各个波长彼此独立，对传输的数据格式透明。

39、因此，从某种意义上讲，WDM技术的应用标志着光通信时代的“真正”到来。第二部分 传输网管简介第一章 SDH网管概述建立电信网络的目的是为用户提供电话和数据通信等各种业务。电信网络不仅要由各种设备组成，而且应该保证通信的质量，例如接收信息的精确度，网络的可连接性、网络安全性，对意外中断的保护等。所有这些需求都需要有一个灵活的、标准的网络管理系统来满足OAM&P功能。在SDH网络中，管理对象基本可分为两大类：1、网络或设施管理。2、业务管理。 网络管理体系大致可分为五个层次，由高至低依次为：商务管理层、业务管理层、网络控制层、网元控制层和网元。SDH具有很强的管理功能，共有五类。第一类是一般管理功

40、能(ECC管理、安全等)；第二类是 故障管理功能(告警监视、测试等)；第三类是性能管理(数据采集，门限设置和数据报告等) ；第四类是配置管理(供给状态和控制等)；第五类是安全管理(注册、口令和安全等级等)。在CCITT的建议中，已选择了一套七层协议栈(一组按次序堆积起来的协议)，来满足维护管 理信息传递的要求。它符合目前开放系统管理所采用的面向目标的方法。用于SDH的协议栈 如图所示。SDH网络分层示意图第三部分：障碍分析第一章 基础知识第一节 误码 对于数字通信来说，误码是表征传输质量最重要的指标。在SDH传输网中，误码性能同样是系统中最主要的传输损伤之一，特别是在目前数据通信、移动通信、图

41、象通信等高速发展的今天对传输误码提出了更高的要求。ITU-T有两个建议规定误码性能，G.821低于基群速率的国际数字连接的误码性能和G.826基群及更高速率的国际数字通道的误码性能。G.821以比特差错(误码)事件为基础的规范,而G.826以块差错(误块)事件为基础的规范,目前尚有一些问题需要协调,因G.826建议制订较迟更多地注意到了SDH传输网的特点。1、G.821误码性能事件和参数误码性能事件是导出误码性能参数的基础,G.821定义了以下事件:.误码秒(ES):在1秒时间周期有1个或更多差错比特;.严重误码秒(SES):在1秒时间周期的比特差错比10-3;考查误码性能总的观察时间分两个部

42、分，即可用时间与不可用时间，误码性能将只考虑连接可用状态。在10个连续秒的时间里，每一秒都是SES，则连接进入不可用状态，这10秒也被认为是不可用时间（UAS）；尔后，如果在10个连续秒时间内，每一秒都不是SES，则连接进入可用状态，这10秒也被认为是可用时间。G.821定义的误码性能参数有:.误码秒比(ESR):在1个固定测试时间间隔上的可用时间内,ES与总秒数之比;.严重误码秒比(SES): 在1个固定测试时间间隔上的可用时间内,SES与总秒数之比。2、G.826误码性能事件和参数:事件的定义:.误块(EB):在1块中有1个或多个差错比特;.误块秒(ES):在1秒中有1个或多个误块;.严重

43、误块秒(SES):在1秒中含有30%的误块,或至少有一个缺陷;.背景误块(BBE):发生在SES以外的误块;参数的定义:.误块秒比(ESR):在一个确定的测试期间,在可用时间内的ES和总秒数之比;.严重误块秒比(SESR): 在一个确定的测试期间,在可用时间内的SES与总秒数之比;.背景误块比(BBER): 在一个确定的测试期间,在可用时间内的背景误块与总块数扣除SES中的所有块后剩余块数之比。3、误码与开销SDH的最大优越性是其强大的开销字节功能，其中有不少用来表征误码性能，从SDH的网管在线检测中可轻易了解整个网络的性能，对检测到的事件（异常和缺陷）进行近端或远端评估，及时发现各种隐患。熟

44、悉各种开销功能，对于日常运行维护和排障非常有用。先了解一下几个术语：.异常:在线异常状态用于确定不处于缺陷状态的SDH通道差错性能,1个BIP-n检出1个误块(EB)就认为是异常;.缺陷:在线缺陷状态用来确定可能发生在通道中的性能状态变化,由前面G.826定义知,在1秒中1个或多个缺陷导致1个SES;.近端与远端在网管中做性能报告以及仪表测试中经常会遇到近端（Near End）与远端（Far End）两种情况，如果不知其所以然会引起错误判断。如图：远端性能事件的评估用REI和RDI来指示，其中REI是异常用于确定远端ES、SES、BBE事件的发生，RDI是缺陷用于评估远端SES事件的发生。4、

45、误码性能在实际排障中的应用误码在传输领域一直是个较为头痛的问题，据估计大约60%的故障由误码引起，有些误码并不持续出现如瞬间误码、断续误码等，很难进行故障定位，只有通过长期性能分析、深入了解有关误码误码性能基本原理，并在实际维护和排障工作中进行综合运用，才能查明原因。一般引起误码的原因有：DDF接触不良、连接区接触不良、机盘本身性能下降、光口性能不良、光纤衰耗偏大等。实际维护中会遇到很多起误码故障。第二节 常用性能指标及告警分析一、 平均发送光功率和接收机灵敏度1、平均发送光功率是发送机耦合到光纤的伪随机数据序列的平均功率在S参考点的测试值。一般在-1-+1 dB之间。2、接收机灵敏度是指在R

46、参考点上达到规定误比特率（BER）是所能接收到的最低平均光功率。一般在-30dB左右。上述两项指标在对光路障碍判断时常用，可通过网管在线观测判断障碍段落。三、AIS和LOS1、AIS:告警指示信号。上游设备收不到信号而向下游节点设备发出AIS告警。同时向上游节点设备发出RDI（对告）告警。告之未收到信号。2、LOS：信号丢失告警。有两种情况，一是复用设备输入信号丢失时产生，一般发生在低次群信号输出无或用户信号输出无。二是线路收信光盘产生该告警，则为线路输入信号丢失。3、运用举例实际维护中，以上涉及三种告警往往是同时产生的，为障碍段落判断提供依据。如图：ABC1） 设A、C站均为ADM站，B站为

47、中继站。线路传输速率为2. 5G。当A站发信光盘故障时，B站收信光盘收不到A站来的信号，将产生LOS，同时向C站送AIS信号；C站收到AIS后继续向下游节点设备（如本站低次群设备）送AIS，同时通过复用段开销向A站送RDI信号。2） A站某155M电路出现LOS告警，则向下游节点C站对应155M送AIS，C站向A站该155M送RDI，同时向本站2M复用设备送AIS。第三节 障碍处理传输系统是由传输设备和线路构成，传输设备有复用设备分MUX（电复用设备）和OMUX（光电转换设备）。用户送入传输系统中的端口一般为低次群电端口，经过高次群MUX设备后复用成高次群电路，再经过OMUX后把电信号变换成光

48、信号，送至远端局。设备的端口在机房中有专门的地方放置，分别为DDF（数字配线架）和ODF（光配线架），电接口放在DDF架，光接口放在 ODF架，便于电路开放、调度和测试，如下图所示。一、 故障定位对传输系统故障定位的基本方法是分段测试，逐一排除非故障段。下面我们以长途传输系统的2M故障为例作具体的说明。对照图（2）的槽路连接图，当本端局发现一条2M电路中断，第一步，在2M电口的DDF架分别作本端自环和环给远端，用在线监测表分别测本端信号和远端信号，可判断是本端至用户端不好还是本端传输至远端用户端不好。第二步，如果是本端不好，则在用户端口配线架（如程控配线架）环给用户，如果用户端信号是好的，则是

49、用户配线架至传输配线架之间的跳线或接头有问题，若用户端信号不好，则是用户配线架至用户设备段有问题，可配合用户处理。第三步 若远端信号不好，可叫对端局维护人员在对端局传输2M DDF架向本端局环路，用在线监测，如果信号是好的，则一般认为对端局2M DDF架至对端用户设备之间有问题，可由对端局与对端用户配合处理；如果信号不好，可再用环路测试判断，有转接局则再分段环路测试，最终定位故障段，判断是设备故障还是线路故障，若一时无法消除故障，则要将此电路调至备用路由上。其他34M，140M，155M的电口故障定位方法跟2M故障定位是一样的。对于高次群光路故障，可先在ODF架自环，看光端机是否告警，或测低次

50、群信号判断好坏，如果不好，则检查跳纤、转接头、光端机发盘、收盘；自环好，证明本端设备正常，这时可用光功率计测接收光功率，收不到光，则用光时域反射仪测试光纤，可判断是否断纤，或本端光路放通，叫对端局在光口环路过来，不好，则为线路问题，好则是对端局问题。二、处理故障的一些技巧1、如果故障为高次群故障，如34M、140M、155M、622M、2.5G等电路，以及一些重要的2M专线电路，一时无法修复的，应考虑先调开电路，再修复原槽路。2、在故障定位的过程中，要体现全程全网的概念。如在判断是远端信号不好时，应由远至近定位故障，先与远端终端局对电路，而且尽量将传输的全程槽路包括进去，再与次远端转接局对电路

51、，由远至近，逐级排除非故障段。在处理故障过程中，可充分调动各部门协作，特别是在仪表不够用的情况下，可以请用户或网管查看信号的告警情况，同时，也可由设备上的告警指示灯来判断。在故障修复时，应请用户证实。3、从告警类型判断故障点：如图（3），当A局发给B局的信号中断时，B局收LOS(信号丢失),向上游A局发RDI（对端告警），向下游C局、D局传全1码，即AIS(告警指示信号)，下游C局、D局 向上 游发RDI，由此可知：当我局收RDI，发正常时，是对端收故障；当我局收LOS，发RDI，说明我局收不好或对端发不好；当我局收AIS时，是上游信号不好。以此，可快速定位故障。4、关于传输错线及电路被环路的

52、判断：例有A、B两套电路，其错线有两种情况，一是A发与B收(或B发与A收)交叉，此时两套电路传输均有告警，另一种是A发与B发（或A收与B收）交叉，此时传输无告警，监测话路，可发现是单通。当电路被环路时，传输交换均无告警，但时隙无法占用，交换拨测不通。判断传输槽路的连接是否正确且接触良好的最直接的方法是：请对端局在最远端（用户DDF架）环路过来，我方在用户DDF架挂表环测正常，对端局拉断我端收AIS告警，是这种情况，则传输槽路正常。如果对端环路、拉断电路，我端均有告警或均无告警，则电路错线、中间连接中断或被环路了，可采用上述第2点方法，由远至近，分段判断故障点。对错线的第二种情况，当拉断一套电路

53、时，应有两套电路告警。另外，若2M电路是承载信令的链路，它的中断或被环路将影响多套话务电路。5、有一种故障现象较特殊，两端用户自环均无告警，故障定位在传输槽路，当环测传输槽路时正常，但放通在线监测电路就有告警。这种情况，很可能是有一端电路的发端或收端接地不好。其环测无告警是因为环路时，发端和收端的接地线（75电缆为屏蔽层）连在一起，地电平就一致了，仪表测不出来。这种情况可以检查接地是否正常。另外，设备、电缆老化，接头接触不良，跳线过长等经常会引起电路误码、帧失步等不稳定告警，这时需要更换设备老化盘、跳线，重做接头等。思考题：1、 画出SDH帧结构简图。2、 说明2M信号复用至STM-1过程。ABCD3、 如图：A、B、C、D四站，其中B站为中继站，其余各站均为ADM站，现用户申告A站至C站一155M速率ATM电路不好，网管看两站均无LOS或AIS告警，试问，如何分析并判断障碍性质。如障碍为B、C站之间线路误码，请问如何利用网管分析出该段落。4、 名词解释：AIS、开销、时钟的保持模式5、 画出MS-SPRing保护环简图，并说明其保护原理。6、 说明时钟三种模式的关系。第 40 页 共 40 页